高中物理人教版第七章機械能守恒定律學業(yè)分層測評15

學業(yè)分層測評(十五)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．下列關于重力勢能的說法正確的是()A．重力勢能的大小只由重物本身決定B．所處位置高的物體，則重力勢能就大C．在地面上的物體，它具有的重力勢能一定等于零D．重力勢能實際上是物體和地球所共有的【解析】重力勢能等于物體的重力與物體重心高度的乘積，故選項A、B都不對；重力勢能具有相對性，零勢能位置的選取是任意的，地面不一定是零勢能位置，選項C錯誤；重力是物體與地球間的作用力，重力勢能實際上也是地球與物體共有的，重力勢能具有系統(tǒng)性，選項D正確．【答案】D2．(2023·漢中高一檢測)當重力對物體做正功時，物體的重力勢能和動能可能的變化情況，下面說法正確的是()A．重力勢能一定增加，動能一定減少B．重力勢能一定減少，動能一定增加C．重力勢能一定減少，動能不一定增加D．重力勢能不一定減少，動能一定增加【解析】只要重力做正功，重力勢能一定減少，動能的變化要看合外力做功，與重力做功沒有直接關系，C對．【答案】C3．(2023·攀枝花高一檢測)如圖7-4-8所示，一物體從A點出發(fā)，分別沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上拋出，運動后到達同一水平面上的B、C、D三點．關于重力的做功情況，下列說法正確的是()圖7-4-8A．沿AB面滑下時，重力做功最多B．沿AC面滑下時，重力做功最多C．沿AD拋物線運動時，重力做功最多D．三種情況下運動時，重力做的功相等【解析】由于重力做功與路徑無關，只與初末位置的高度差有關．故D正確．【答案】D4．物體從某高度處做自由落體運動，以地面為重力勢能零點，下列所示圖象中，能正確描述物體的重力勢能與下落高度的關系的是()【解析】設物體開始下落時的重力勢能為Ep0，物體下落高度h過程中重力勢能減少量ΔEp＝mgh，故物體下落高度h時的重力勢能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep-h圖象為傾斜直線，B正確．【答案】B5．(多選)關于重力勢能，下列說法中正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B．物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大C．一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能變大了D．在地面上的物體，它具有的重力勢能不一定等于零【解析】重力勢能具有相對性，零勢能面的選取不同，其數值也不同，選項A錯誤，D正確；物體若在零勢能面下方，物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能卻越小，所以選項B錯誤；重力勢能為標量，其“＋”“－”表示重力勢能的大小，－5J小于－3J，選項C正確．【答案】CD6．一個100g的球從m的高處落到一個水平板上又彈回到m的高度，則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g取10m/s2)()A．重力做功為JB．重力做了J的負功C．物體的重力勢能一定減少JD．物體的重力勢能一定增加J【解析】整個過程中重力做功WG＝mgΔh＝×10×J＝J，故重力勢能減少J，所以選項C正確．【答案】C7.如圖7-4-9所示虛線是一跳水運動員在跳水過程中其重心運動的軌跡，則從起跳至入水的過程中，該運動員的重力勢能()【導學號：69390089】圖7-4-9A．一直減小B．一直增大C．先增大后減小D．先減小后增大【解析】運動員的重心高度先增大后減小，所以其重力勢能Ep＝mgh也先增大后減小，C項正確．【答案】C8．如圖7-4-10所示，一條鐵鏈長為2m，質量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，鐵鏈克服重力做功為多少？鐵鏈的重力勢能變化了多少？(g取10m/s2)圖7-4-10【解析】鐵鏈從初狀態(tài)到末狀態(tài)，它的重心位置提高了h＝eq\f(l,2)，因而克服重力所做的功為W＝eq\f(1,2)mgl＝eq\f(1,2)×10×10×2J＝100J，鐵鏈的重力勢能增加了100J.【答案】100J增加了100J[能力提升]9．(多選)(2023·錦州高一檢測)質量為m的物體，由靜止開始下落，由于空氣阻力作用，下落的加速度為eq\f(4,5)g，在物體下落h的過程中，下列說法正確的是()A．物體重力做的功為mghB．物體所受阻力做功為eq\f(mgh,5)C．物體重力勢能減少了mghD．物體克服阻力所做的功為eq\f(mgh,5)【解析】因物體的加速度為eq\f(4,5)g，由牛頓第二定律可知，mg－Ff＝ma解得空氣阻力Ff＝eq\f(1,5)mg.重力做功WG＝mgh，阻力做功Wf＝－eq\f(1,5)mgh，A、D對，B錯；重力做功與重力勢能變化的關系WG＝－ΔEp，重力做正功，故重力勢能減小mgh，C正確．【答案】ACD10．如圖7-4-11所示，在水平地面上平鋪著n塊磚，每塊磚的質量為m，厚度為h.如果工人將磚一塊一塊地疊放起來，那么工人至少做功()【導學號：69390090】圖7-4-11A．n(n－1)mgh B．eq\f(1,2)n(n－1)mghC．n(n＋1)mgh D．eq\f(1,2)n(n＋1)mgh【解析】本題關鍵在于分析各塊磚的重心位置變化情況，從而找出n塊磚的重力勢能變化．把n塊磚看做一個整體，其總質量是M＝nm，以地面為零勢能面，n塊磚都平放在地上時，其重心都在eq\f(h,2)高處，所以n塊磚的初始重力勢能為E1＝eq\f(nmgh,2).當n塊磚疊放在一起時，其總高度為H＝nh，其總的重心位置在eq\f(H,2)＝eq\f(nh,2)處，所以末態(tài)重力勢能為E2＝nmgeq\f(H,2)＝eq\f(n2mgh,2)，人做的功至少等于重力勢能的增量，即W＝ΔEp＝E2－E1＝eq\f(n（n－1）mgh,2).【答案】B11．世界著名撐桿跳高運動員——烏克蘭名將布勃卡身高m，體重82kg，他曾35次打破撐桿跳高世界紀錄(如圖7-4-12所示)，目前仍保持著m的世界紀錄．請你回答以下兩個問題：(g取10m/s2)圖7-4-12(1)他最后跳過m時，至少克服重力做多少功？(2)他的重力勢能改變了多少？【解析】要想計算出撐桿跳高運動員在跳過橫桿的過程中克服重力所做的功，應該先考慮運動員重心升高的高度，烏克蘭名將布勃卡身高m，目前仍保持著m的世界紀錄，人的重心大約在人身高的一半的位置，即m，在撐桿跳的過程中，人的重心升高的高度為：h＝m－m＝m，在人重心升高的過程中，克取重力所做的功為：W＝mgh＝82×10×J＝4J；運動員克服重力做了功，運動員的重力勢能增加了J.【答案】(1)J(2)J12．如圖7-4-13所示，質量為m的小球，用一長為l的細線懸于O點，將懸線拉直成水平狀態(tài)，并給小球一個向下的速度讓小球向下運動，O點正下方D處有一釘子，小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動，并經過C點，若已知OD＝eq\f(2,3)l，則小球由A點運動到C點的過程中，重力勢能減少了